782146_PM Geoteknik.docxPage 1/14
PM Geoteknik
ÅF Infrastructure AB Grafiska vägen 2A Box 1551 SE-401 51 GÖTEBORG SWEDEN
Phone +46 10 505 00 00 Registered office in STOCKHOLM Corp. id: 556185-2103 afry.com
Uppdrag
Portlås _ Norrköping Datum
27/04/2020 Uppdragsnummer
782146
Beställare
Norrköpings kommun
Beställarens referens
Lisa Nyström
Upprättad av: Dhiaa Bayati Phone
+4610-505 04 72 Mobile
+4673-086 74 99 E-mail
[email protected] Granskad av:
Håkan Åkerlund Telefon +4610-505 46 34 E-mail
PM Geoteknik
NYBYGGNATION POSTLÅSET 2_ NORRKÖPING
Page 2/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
Innehållsförteckning
1 Objekt ................................................................................... 3
2 Syfte och mål ......................................................................... 3
3 Objektsbeskrivning .................................................................. 3
4 Underlag ................................................................................ 4
5 Styrande geotekniska dokument ............................................... 4
6 Befintliga geotekniska förhållanden ........................................... 5
6.1 Befintliga anläggningar ..................................................... 5
6.2 Geotekniska förhållanden ................................................. 5
6.3 Geotekniska parametrar ................................................... 6
6.4 Hydrogeologiska förhållanden ........................................... 9
7 Markstabilitet .......................................................................... 9
8 Grundläggningsrekommendationer ............................................ 9
8.1 Inledning ........................................................................ 9
8.2 Alternativ 1 - Pålgrundläggning ....................................... 10
8.2.1 Dimensionering inför pålningsarbetena .................. 10
8.2.2 Dimensionering i brottgränstillstånd (STR) ............. 10
8.3 Alternativ 2 Platta på mark ............................................. 12
8.3.1 Bärighetsberäkningar .......................................... 12
8.3.2 Sättningsberäkningar .......................................... 14
9 Sammanställning av föreslagna grundläggningsalternativ ........... 14
Bilaga
Bilaga 1. Sättningar – bruksgränstillstånd (Alternativ 2 (Platta)
Handlingar
Handling 1. Markteknisk undersökningsrapport Geoteknik Handling 2. Portlåset 2 – Norrköping, AFRY-rapport, daterad
2020-04-24
Page 3/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
1 Objekt Norrköping kommun planerar att bygga ett flerbostadshus. På uppdrag av Norrköpings kommun har AFRY utfört en geoteknisk undersökning av området. Området är vid Portlåset 2 samt del av Hageby 4:2 i Norrköping, se figur 1-1.
Figur 1-1 Den gula markeringen visar den ungefärliga placeringen av ett planerat flerbostadshus.
2 Syfte och mål Syftet med undersökningarna har varit att klargöra de geotekniska förhållandena i det aktuella området. Tanken är att denna rapport kan användas som underlag för fortsatt projektering.
Målet med denna rapport har varit att från genomförda undersökningar tolka och härleda resultaten. Vidare kommer lämpliga grundläggningsmetoder att rekommenderas.
3 Objektsbeskrivning Planerna är att ett femvåningshus ska byggas i området. Det är oklart huruvida byggnaden ska ha källarvåning. Från en arkitektritning visas den planerade byggnaden, se figur 3-1.
Page 4/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
Figur 3-1 Planerad byggnad har ringats in i figuren.
4 Underlag Underlag som använts vid planeringen av de geotekniska undersökningarna presenteras i handling [1].
5 Styrande geotekniska dokument För uppdraget gäller:
1. TK Geo 2. SS-EN 1997–1 med tillhörande nationella bilagor 3. Geoteknisk fälthandbok SGF Rapport 1:2013 samt SS-EN-ISO
22475–1 4. Beteckningssystem: SGF/BGS beteckningssystem SS-EN 14688–1,
IEG daterad 2010-02-23 5. Plattgrundläggning 6. Anläggnings AMA 7. SS-EN 1997–1 och BFS 2013:10 – EKS 11 8. IEG-Rapport 8:2008 (rev 2), ”tillämpningsdokument (TD) –
Pålgrundläggning”.
Jords hållfasthet och deformationsegenskaper, Arbetet dimensioneras i säkerhetsklass 2 (SK2) enligt och geoteknisk kategori 2 (GK2).
Page 5/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
6 Befintliga geotekniska förhållanden
6.1 Befintliga anläggningar Det aktuella området består för närvarande av en byggnad med parkeringsplats samt en gräsyta, se figur 6-1.
Figur 6-1 Nuvarande förhållanden med en byggnad, parkering och grönyta. Ungefärlig placering av det område som undersökts har rödmarkerats (källa: Eniro).
Inmätta punkter visar att marknivån är mellan +17,7 och +16,3.
6.2 Geotekniska förhållanden Genomförda geotekniska undersökningar visar att det översta jordlagret består av en fyllning. Mäktigheten hos fyllningen varierar cirka 3,0 - 4,3 meter. Fyllningen består av bland annat sand, silt, lera, grus, glas, tegel.
Fyllningen överlagrar en friktionsjord bedömd som grovkornig morän. Friktionsjorden överlagrar bergöverytan vilken påträffades mellan 13,5
Page 6/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
–22,2 meter under markytan. Bergdjupen finns redovisade i Tabell 6-1.
Tabell 6-1. Bergnivåer konstaterade med JB-sondering.
Punktnamn Bergnivå Bergöverytan [m.u.my]
20AF04 -2,53 19,1
20AF07 -5,28 22,2
20AF08 3,67 13,5
Genomförda geotekniska undersökningar visar på en viss avvikelse i förhållande till de förväntade jordartsförhållandena som getts i SGUs jordartskarta, se handling 1.
Området är dels utfyllt, dels överlagrar fyllningen enbart friktionsjord.
6.3 Geotekniska parametrar Karakteristisk E-modul och friktionsvinkel har utvärderats utifrån utförda undersökningar, se handling 1.
Erhållna resultat har statistiskt behandlas på så sätt att erhållna min-, max- och medelvärden redovisas.
I figur 6–2 redovisas det befintliga materialets karaktäristiska E-modul.
Page 7/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
Figur 6-2 Diagrammet redovisar karaktäristisk E-modul. Den svarta linjen, motsvarar ”Valt värde”.
I figur 6-3 redovisas det befintliga materialet karaktäristiska friktionsvinkel.
Page 8/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
Figur 6-3 Diagrammet redovisar karaktäristisk Inre Friktionsvinkel. Den svarta linjen, motsvarar ”Valt värde”
I tabell 6-2 sammanställs ”Valda värden”
Tabell 6-2redovisar resultatet
Djup under markytan (m)
E-modul (MPa) Inre friktionsvinkel (Grader)
Fyllning (0,0–1,5) 36 34
Fyllning (1,5–2,5) 26 34
Fyllning (2,5–3,0) 43 34
Friktionsjord/Fyllning (3,0–5,2)
75 42
Friktionsjord (5,2–7,0) 115 45
Friktionsjord (7,0–8,0) 65 40
Page 9/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
Erhållna resultat innebär att friktionsjord kan klassas som fast till mycket fast.
För att kunna redovisa jordens tunghet, materialtyp och tjälfarlighet har inte undersökts. Istället används erfarenhetsvärden, se Fel! Hittar
inte referenskälla..
Figur 6-4 Karakteristiska värden redovisas för befintlig jord, vilka är baserade på erfarenhetsvärden.
Jordart Jordens tunghet, Över/under GVY [kN/m3]
Materialtyp/Tjälfarlighetsklass
Fyllning 18-20/10 (3B-5A)/(2-4)
Friktionsjord 20/13 3B/2
6.4 Hydrogeologiska förhållanden För att kunna mäta grundvattennivån i området har ett grundvattenrör installerats vid undersökningspunkt 20AF03G, se handling 1.
Grundvattennivån har mätts vid ett tillfälle, kort tid efter installationen. Mätningen genomfördes 2020-04-21 och grundvattennivån var då 7,0 meter under markytan.
Grundvattennivåerna varierar normalt över året. Högst nivå uppmätts vanligtvis under perioden november-mars.
7 Markstabilitet I samband med grundläggandet av byggnaden kommer schakter för VA- och fjärvärmeledningar att utföras. Inga stabilitetsberäkningar är utförda. Baserat på erfarenhet och med befintliga jordarter får inte schaktslänter ställas brantare än 1:2.
8 Grundläggningsrekommendationer
8.1 Inledning Baserat på resultat från erhållna geotekniska undersökningar Två grundläggningsalternativ har tagits fram; Grundläggning med pålar eller platta på mark. Alternativen ställer kompletterande
Page 10/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
undersökningar. I de två följande kommer kapitlen redovisas beräkningar för de bägge fallen.
8.2 Alternativ 1 - Pålgrundläggning Med hänsyn till rådande jordartsförhållanden är ett av alternativet att byggnadens grundläggning baserat på friktionspålar eller på spetsburna pålar.
Spetsburna pålar ska installeras ned till bärkraftigt berg, vilket uppmätts nivå ca +66,5, - +59,0, vilket motsvarar en pållängd mellan ca 13,5 - 22 m med nuvarande markyta.
Vid punkten 20AF01 har inte nivån på bergöverytan säkerställts.
För att säkerställa längden på den spetsburna pålen, kan en provpåle installeras i det området.
Pålarna dimensioneras för påhängslaster och befintliga förhållanden.
8.2.1 Dimensionering inför pålningsarbetena
8.2.1.1 Dimensioneringsunderlag
Dimensionering av pålgrundläggning sker enligt Styrande geotekniska dokument 8 och 9, se kap 5.
Vid dimensionering av pålgrundläggning i gränstillståndet GEO, gäller enligt SS-EN 1997–1 (samt BFS 2009:16) att dimensioneringssätt 2 (DA2) ska användas.
8.2.2 Dimensionering i brottgränstillstånd (STR)
Dimensionering av pålgrundläggning i brottgränstillstånd (STR) har utförts, enlig dimensioneringssätt 2 (DA2) .
Dimensionering av pålgrundläggning i gränstillståndet STR, har utförts, enligt dimensioneringssätt 3 (DA3).
I ekvation 1 utförs reduktion av uppmätta och härledda värden:
�� = ���
� ............................................................... Ekvation 1
Där:
�� är dimensionerande (reducerade) värde för egenskapen
�� är partialkoefficient för materialparametrar i brottsgränstillstånd
Page 11/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
� är omräkningsfaktorn, � = ��� … ��
� är medelvärde baserat på uppmätta och härledda värden
I tabell 8-1 redovisas hur omräkningsfaktorerarna har tagits fram.
Tabell 8-1 Redovisning av hur omräkningsfaktorerna tagits fram.r
Delfaktor Avser Valt värde
Kommentar
��� ������ Beroende av den geotekniska
undersökningen
0,9 Egenskapens naturliga variation
Antal oberoende undersökningspunkter
Osäkerhet relaterad till bestämning av jordens
egenskaper
Geokonstruktionens närhet till undersökningspunkt
Omfattning av den del av marken som bestämmer beteendet hos
geokonstruktion i det betraktade gränstillståndet
���� Beroende av geokonstruktionen
1,1 Geokonstruktionens förmåga att överföra laster från veka till fasta
delar i marken
Typ av brottmekanism (sprött eller segt)
�� Delfaktor, pålmaterialet
1,0 Parameterns vikt i förhållande till övriga parametrar
I tabell 8-2 redovisas vilka partialkoefficienter som kan användas.
Tabell 8-2 Förekommande Partialkoefficienter
Parameter Fast Partialkoefficient Symbol
Omräkningsfaktor � 1,0
Friktionsvinkel (tan �) 1,3 ��
Effektiv kohesion 1,3 ���
Odränerad skjuvhållfasthet
1,5 ���
Page 12/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
Enaxlig tryckhållfasthet 1,5 ���
Tunghet 1,0 ��
De reducerade värdena som används i fortsatta beräkningar, har tagits fram med hjälp av ekvation 1, se tabell 8-3.
Tabell 8-3 Dimensionerande värden för jordens materialegenskaper för fortsatta beräkningar
Jordart Djup under markytan
(m)
Tunghet över/under gvy
�′� [kN/m3]
Dimensionerande friktionsvinkel ��
[°]
Fyllning 0 – 3,0 18/- 27
Friktionsjord 3,0 – 5,2 20/- 35
Friktionsjord 5,2 – 7,0 20/13 37
Friktionsjord 7,0 – 8,0 20/13 33
8.3 Alternativ 2 Platta på mark Eftersom det inte kan uteslutas att fyllningen innehåller organiskt material samt att undersökningarna visar att fyllningsmaterialet är löst lagrat, är fyllningen olämplig för att kunna användas som grundläggning.
Det betyder att Alternativ 2 förutsätter att fyllningsjorden måste schaktas bort. Schaktarbetena kommer i så fall att utföras ovan grundvattennivån. Fyllningsmaterialets mäktighet är 3,5 meter.
Schakten återfylls med kontrollerad sprängstensfyllning. Fyllningen packas enligt AMA 13 tabell CE/4.
8.3.1 Bärighetsberäkningar Bärigheten hos grundläggningsbädden är beräknad enligt den allmänna bärighetsekvationen, enligt ekvation 2. Grundvattenytan uppskattas vara ungefär 7,0 meter under markytan.
! = "#�$�%�&� + #�$�%�&� + � �()*!!#�$�%�&� ................ Ekvation 2
Kohesionen (c) i fyllningen kan antas vara lika med 0 och ekvationen förenklas enligt (3).
Page 13/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
! = #�$�%�&� + � �()#�$�%�&� ............................................... Ekvation 3
Överlagringstrycket representeras av q och kan skrivas enligt (4).
= 3,5� = 3 ∗ 18 = 54 ......................................................... Ekvation 4
Tungheten för fyllningen uppskattas till 18 kN/m3.
Den dimensionerande friktionsvinkeln ɸ’ har reducerats till 35°, enligt tabell 8-3.
Enligt given dimensionerande friktionsvinkel blir Nq=33,3 och Nγ=34,4. Den dimensionerande tungheten γ’ hos fyllningen har uppskattats till 20 kN/m3, enligt tabell 8-3.
$� = 1 + 0,2 45 = 1 + 0,2 �
� = 1,2 ................................................ Ekvation 5
%� = 1 + 0,35 �4 = 1 + 0,35 �
� = 1,35 ........................................... Ekvation 6
&� = 61 − 0,7 9:;45� �<= ∅(? → AB = 0C → &� = 1 ................................ Ekvation 7
$� = 1 − 0,4 45 = 1 − 0,4 �
� = 0,6 ................................................ Ekvation 8
%� = 1 ............................................................................. Ekvation 9
&� = 61 − 9:;45� �<= ∅(? → AB = 0C → &� = 1 .................................. Ekvation 10
Insättning av värden från ekvation 4 till ekvation 10 samt Nq, Nγ och γ’ i ekvation 3, ger jordens bärförmåga, se ekvation 11.
! = 54 ∗ 33,3 ∗ 1,2 ∗ 1,35 ∗ 1 + � 15 ∗ 1 ∗ 34,4 ∗ 0,6 ∗ 1 ∗ 1 = 3067 E#/G^2 Ekvation 11
Bärigheten i befintlig jord vid grundläggningsdjupet 3,5 meter under markytan har beräknats till 3067 kN/m2.
För att räkna ut lasten som påverkar vid grundläggningsnivån används ekvation 12.
I� = IJ�K5LK= = (20 ∗ 6) = 120 E#/G....................................... Ekvation 12
För Fhuslast antas ett hus om 5 våningar + källare á 20 kN.
Jordens bärighet har reducerats med en säkerhetsfaktor på 3.
Eftersom qf>>Fd ((3067/3) kN/m2>>120 kN/m2) är bärigheten inte ett problem för det aktuella fallet.
Observera dock att beräkningen är förenklad med ett antagande om att lasten från byggnaden är perfekt centrerad och inget horisontellt tryck och därmed moment påverkar konstruktionen.
Page 14/14
PM Geoteknik
Norrköpings kommun Postlåset 2_Norrköping PM Geoteknik Date 24/04/2020, Rev. Version number 0
8.3.2 Sättningsberäkningar Vid sättningsberäkningar har 2:1-metoden spänningssituationen beräknats på olika djup. Spänningstillskottet från den planerade konstruktionen beräknas på olika djup i jordprofilen:
∆PQ = RS,TUVW(4;Q)(5;Q) ......................................................... Ekvation 13
Sättningarna beräknas sedan för varje jordskikt och summeras:
X = ∑ Z[∆ℎ[ = ]∆P = ^Z → Z = ∆_R ` = ∑ ∆_a
Ra∆ℎ[ ............................ Ekvation 14
Sättningar har beräknats med 2:1-metoden. Beräkningen visade teoretiska sättningar om 5 mm. Beräkningarna redovisas i sin helhet i Bilaga 1.
9 Sammanställning av föreslagna grundläggningsalternativ
Två olika grundläggningsalternativ har presenterats. Ur ett geotekniskt perspektiv är dessa likvärdiga.
Om alternativet att grundlägga byggnaden på platta väljs, förutsätter detta att befintlig fyllning schaktas bort. Fyllningens mäktighet är cirka 3,5 meter. Detta kräver att allt det material som ska schaktas bort först genomgår en miljöundersökning.
Det är inte klarlagt om den planerade byggnaden ska ha källare. Om källare beslutas hade platta på mark alternativet varit lämpligt eftersom schakten då utförs oavsett.
I det fall pålningsalternativet väljs krävs ingen schakt och därmed ingen ytterligare miljöprovtagning.